Τα ηλιακά συστήματα συμπαραγωγής είναι μια πολλά υποσχόμενη λύση για τον κτιριακό τομέα. Η χρήση νανορευστών ως εργαζόμενο μέσο στον ηλιακό συλλέκτη αυξάνει την θερμική και την ηλεκτρική απόδοση ενός τέτοιου συλλέκτη.
Οι θερμικοί φωτοβολταϊκοί συλλέκτες (thermal photovoltaic collectors – PVT) χρησιμοποιούνται ευρέως για την ταυτόχρονη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού. Αυτοί οι συλλέκτες αποτελούν έναν συνδυασμό ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη με ένα φωτοβολταϊκό πάνελ (PV) και είναι πιο αποδοτικοί από τα συνηθισμένα Φ/Β επειδή το εργαζόμενο ρευστό εργασίας (συνήθως νερό) ψύχει το πάνελ και αυξάνει την ηλεκτρική απόδοση των φωτοβολταϊκών κυψελών. Τα τελευταία χρόνια, πολλές έρευνες επικεντρώθηκαν στα ηλιακά θερμικά συστήματα νανορευστών. Τα νανορευστά είναι ειδικά ρευστά εργασίας τελευταίας γενιάς που δημιουργούνται με την ανάμειξη νανοσωματιδίων (με διαστάσεις κάποιων νανομέτρων) σε ένα υγρό βάσης (νερό, αιθανόλη-γλυκόλη ή πετρέλαιο θέρμανσης). Το κύριο πλεονέκτημα των νανορευστών είναι η αυξημένη θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με το υγρό βάσης, ενώ το μειονέκτημά τους είναι το αυξημένο δυναμικό ιξώδες. Τα νανορευστά οδηγούν σε αυξημένη θερμική απόδοση λόγω των αυξανόμενων ρυθμών μεταφοράς θερμότητας μέσα στη ροή, γεγονός που οδηγεί σε υψηλότερους ρυθμούς παραγωγής θερμότητας και σε πιο αποτελεσματική ψύξη στο PVT.
Στη βιβλιογραφία, υπάρχουν πολυάριθμες μελέτες σχετικά με θερμικούς Φ/Β συλλέκτες που χρησιμοποιούν νανορευστά. Ωστόσο, η σύνδεση θερμικών Φ/Β συλλεκτών με άλλες συσκευές για κτιριακές εφαρμογές δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Στην εργασία αυτή, αναλύεται η σύνδεση ενός τέτοιου συλλέκτη σε μια αντλία θερμότητας προκειμένου αυτή να παράγει ταυτόχρονα θέρμανση χώρου και ηλεκτρική ενέργεια. Ο συλλέκτης τροφοδοτεί την αντλία θερμότητας με θερμότητα και με ηλεκτρική ενέργεια, ενώ είναι σχεδιασμένος ώστε το πλεόνασμα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας να διατίθεται για άλλες εφαρμογές ή να διατίθεται στο ηλεκτρικό δίκτυο για ενεργειακό συμψηφισμό (net-metering). Το εξεταζόμενο νανορευστό είναι νερό/Cu, λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας του νανοσωματιδίου Cu. Το σύστημα βελτιστοποιείται σε συνθήκες μόνιμης κατάστασης, ενώ η απόδοσή του αναλύεται για όλη τη χειμερινή περίοδο.
Για να διαβάσετε ολόκληρο το περιοδικό γίνετε συνδρομητές.
